Cree Wavemax Technology: Innovative Optical Waveguide Platform

Francesco Funari

CREE Inc.

1. Antecedentes y objeto de la ponencia

Debido a la propia naturaleza de la luz, no es posible eliminar intermediarios como lentes, pantallas, reflectores… y a la vez disfrutar de una iluminación altamente eficiente, controlada de forma precisa, agradable y cómoda. ¿O si es posible?

Los científicos del Departamento de investigación y desarrollo de Cree pensaron que era una pregunta a la que valía la pena responder. Después de todo, el LED ha demostrado ser tan bueno que el mundo está eliminando e incluso prohibiendo formas de iluminación menos eficientes. Pero la física sigue siendo física, y la llegada del LED no hizo desaparecer mágicamente problemas de deslumbramiento e iluminación poco uniforme. Así que los investigadores de Cree replantearon el problema: ¿Qué pasaría si hacemos que el LED se desvaneciera mágicamente?

2. Desarrollo y contenido de la ponencia

El desafío era lograr algo que nadie más había conseguido antes. Primero, desplazar la fuente de luz LED fuera de la vista. Luego, aprovechar el LED para que entregase sus fotones y los enviase por rutas bien definidas, como el equipaje en el sistema de transporte de un aeropuerto, bien amontonado y sin brillar ni deslumbrar a los ojos de nadie. Además, había que conseguir que cuando éstos alcanzasen el lugar preciso, donde fueran más útiles, aparecieran repentinamente como iluminación/luz, y mientras todo eso ocurría, también había que asegurarse de mantener o mejorar la eficiencia de la iluminación, la reproducción del color y el control.

Los investigadores de Cree sabían que lograr algo así requeriría repensar los límites del denominado “Optical waveguide”, es decir, una guía de onda óptica. Así que bautizaron el proyecto WaveMax ™ Technology.

Una guía de onda óptica hace exactamente lo que su nombre indica. Actúa para canalizar y guiar las ondas de luz desde el punto A al punto B, de manera controlada, para mantenerlas confinadas mientras las transmite. Una fibra óptica es un ejemplo común de una guía de onda. Brilla una luz en un extremo, y gracias a una propiedad llamada Reflectancia Interna Total (TIR), la luz aparece en el otro extremo del canal con muy poca emisión perdida a lo largo de su longitud. Esto es cierto para cualquier guía de onda de las geometrías adecuadas. Conocida como “iluminación de borde”, esta es la técnica más común para la retroiluminación de pantallas en teléfonos inteligentes, tabletas, monitores y televisores.

La tecnología WaveMax ™ lleva esta idea al máximo. De acuerdo con los requisitos fotométricos de la lámpara, cada superficie de la guía de onda está grabada con un patrón específico de características ópticas que se ajustan a los requisitos exactos y que miden solo micras de ancho. Cada micro Óptica captura una cantidad medida de luz desde el interior de la guía de ondas y la proyecta hacia fuera con una eficiencia y un control inigualables.

3. Conclusiones

Las guías de ondas ópticas utilizan un medio transparente como el acrílico para transportar la luz lejos de la fuente y emerger a otra parte. La investigación intensiva en física de guías de onda ha permitido el diseño de sistemas ópticos altamente eficientes con extractores “inteligentes” integrados grabados en la superficie del material.

Desarrolladas con tolerancias medidas en millonésimas de pulgada, estas características ópticas capturan cantidades de luz cuidadosamente medidas y la proyectan hacia afuera como iluminación. La aplicación de este avance a las guías de onda tridimensionales y curvas abre infinitas posibilidades para una nueva generación de equipos de iluminación que son a la vez artísticos y prácticos. Mejor aún, estos aparatos ofrecen una eficiencia sin igual, elevada reproducción de color y control. No hay una fuente de luz visible, ninguna lente y ninguna óptica tradicional aparente de ningún tipo. Es posible mirar directamente a las superficies orientadas hacia abajo de la guía de ondas sin incomodidad. No hay irregularidad, ni destellos brillantes, ni deslumbramiento. En generaciones anteriores de alumbrado público LED, lograr temperaturas de color más cálidas significaba inevitablemente una pérdida de eficiencia. Ahora, los productos diseñados con tecnología WaveMax ™ pueden ofrecer niveles de lúmenes por vatio comparables con los LED más fríos, con una excelente reproducción cromática, calidad de luz y distribución uniforme.